Il Manicotto di Disinnesto Frizione: Funzione, Evoluzione e Importanza

Fin dall'inizio della costruzione del primo autoveicolo, è stato necessario escogitare un metodo e un dispositivo per disaccoppiare la trazione dal motore alle ruote. La frizione auto è il dispositivo che trasmette la coppia del motore al cambio e grazie ad essa è possibile anche effettuare il disaccoppiamento. Tuttavia, buona parte del lavoro è dovuto a un sistema posto al suo fianco, gli elementi preposti al disinnesto. Il meccanismo di disinnesto della frizione auto ha subito una forte evoluzione negli anni, che ha portato all'automatismo del sistema.

Il manicotto di disinnesto è un componente cruciale di questo sistema, facilitando il distacco del disco della frizione. Agisce in concerto con altri elementi fondamentali, come il cuscinetto reggispinta e le molle parastrappi, che hanno il compito di assorbire le variazioni di coppia.

Il Ruolo del Manicotto di Disinnesto nella Frizione Tradizionale

Nei sistemi di azionamento della frizione tradizionali, l'azionamento della frizione è meccanico e avviene per mezzo di appositi cavi di comando (cavi frizione). Il movimento del pedale è trasmesso a un cavo in acciaio che aziona la forcella di disinnesto e il cuscinetto reggispinta, permettendo alla frizione di staccare e, quando il pedale si rialza, di reinnestarsi. In questo contesto, il manicotto di disinnesto è un elemento che lavora in stretta relazione con la forcella. Per disinnestare la frizione, una leva viene azionata e agisce su un cuscinetto (noto come reggispinta) che preme sullo spingidisco, aprendo la frizione e liberando il disco.

Il gruppo frizione è posizionato sull'estremo scanalato dell'albero primario del cambio: il mozzo del disco scanalato è libero di scorrere, mentre lo spingidisco si trova a contatto col cuscinetto reggispinta esterno alla scatola. Per disinnestarla è sufficiente premere sul pedale: la leva fa ruotare un manicotto che provoca il disinnesto dell'anello, lo spingidisco torna al proprio posto e rende così indipendente la reazione del motore da quella della trasmissione.

Evoluzione dei Sistemi di Disinnesto: Dal Cavo all'Idraulica

Una delle prime generazioni prevedeva il collegamento diretto dal pedale della frizione alla forcella (collegata al cuscinetto reggispinta) tramite un cavo regolabile. Un sistema semplice ed economico. Quando i costruttori auto hanno sviluppato motori con maggiore potenza e coppia, hanno dovuto scegliere con i costruttori di frizioni quali parametri modificare. L'unica alternativa plausibile è stata aumentare la forza di pressione, aumentando quindi anche la forza che il guidatore avrebbe esercitato sul pedale della frizione. Questa forza di disinnesto è in qualche modo equivalente alla forza esercitata dallo spingidisco che preme sulla molla a diaframma.

Tramite l'utilizzo del solo cavo non è possibile aumentare l'effetto leva (in maniera ragionevole) a favore del guidatore e permettere una pressione del pedale confortevole. Ed ecco che i progettisti di componenti si sono trovati di fronte a un nuovo dilemma: altre componenti da installare e collocare nel vano motore. Più componenti da installare comportano più codici in magazzino, la movimentazione di più articoli, processi più complicati, ecc. Tutte voci che a cascata si riflettono sui costi.

Utilizzando un sistema di moltiplicazione della pressione con due pompe idrauliche (primaria, a monte vicino al pedale e secondaria, a valle installata sulla campana), non è più necessario esercitare un notevole sforzo sul pedale della frizione. L'effetto leva è quindi garantito dalla presenza delle pompe idrauliche.

Il Cuscinetto Reggispinta Idraulico (CSC): Un'Innovazione Compatta

I cuscinetti reggispinta con reggispinta idraulico sono generalmente usati laddove il montaggio di un sistema della frizione tradizionale ruberebbe troppo spazio. Molti costruttori si sono quindi orientati verso una soluzione più compatta che può più facilmente essere installata in spazi ridotti. Nel caso del reggispinta idraulico, sempre più utilizzato, il cilindro di disinnesto e il cuscinetto reggispinta sono infatti integrati in un'unica unità, denominata CSC (Concentric Slave Cylinder). Questo fa sì che il reggispinta idraulico possa essere montato direttamente sul cambio, dal momento che non c'è la forcella di disinnesto tra il cuscinetto reggispinta e il cilindro disinnesto.

Il reggispinta idraulico, pur essendo impropriamente chiamato tale poiché la pompa secondaria non viene rimossa bensì semplicemente integrata, rappresenta un notevole passo avanti. Si tratta del modo più semplice per la gestione del disinnesto, grazie alla combinazione di vari componenti separati (la forcella, la pompa, il manicotto, il cuscinetto) in un unico dispositivo. Avendo ridotto il numero di componenti, il sistema risulta meno soggetto, rispetto ai sistemi tradizionali, a vibrazioni e strappi in fase di avviamento.

Prima dell'avvento del CSC era possibile robotizzare il disinnesto e innesto della frizione con attuatori elettrici o elettroidraulici. Ma in questi casi l'attuazione è indiretta (viene esercitata forza sul puntale che agisce sulla forcella, non direttamente sul cuscinetto). Quindi il controllo dell'attuazione (tramite il sensore di posizione) non può effettivamente percepire la corsa del cuscinetto. Il CSC ha risolto questa problematica offrendo un controllo più diretto e preciso.

Note importanti per l’uso e il montaggio del CSC

Il documento che segue offre solo una panoramica generale. È necessario osservare le istruzioni per l'installazione e per l'uso del produttore del veicolo, nonché le avvertenze di sicurezza! Tutti gli interventi devono essere eseguiti da personale professionale qualificato.

Depositi di sporco all'esterno della guida del pistone del reggispinta idraulico possono compromettere il labbro di tenuta; durante la fase di compressione del pistone, la superficie di scorrimento risulta esposta ai detriti. I danni del reggispinta idraulico sono spesso il risultato di errori di montaggio: il pedale della frizione non deve essere attuato quando si smonta la frizione e il cambio con un circuito idraulico chiuso - se ciò si verifica, il pistone del reggispinta idraulico viene spinto troppo avanti. Il metodo di fissaggio dello spingidisco al volano ha un forte impatto sulle caratteristiche funzionali del sistema frizione, in particolare per quelli con regolazione automatica, e sulle prestazioni e durata del CSC (carichi e altezza).

Attenzione: gli errori di montaggio danneggiano il CSC e fanno decadere la garanzia.

• Extra corsa: in caso di errore di montaggio o sfiato del sistema, il CSC potrebbe lavorare in extra corsa.
• Liquido non corretto: l'impianto idraulico della frizione deve assolutamente essere riempito solo con liquido idoneo. Non utilizzare olio minerale.
• La contaminazione sull'albero, proveniente da operazioni di smontaggio e rimontaggio, può causare occasionali perdite per l'accumulo di sporcizia lato cambio o sull'O-Ring di tenuta dell'alloggiamento campana.

Frizioni a Più Dischi e Frizioni Automatizzate

Alcuni veicoli (auto e camion) e alcune moto usano frizioni a più dischi. Una frizione utilizzata in passato sulle auto potenti consentiva di ripartire su una superficie più ampia la coppia motrice. Usata soprattutto nei cambi automatici e caratterizzata da una maggiore superficie di attrito rispetto a una soluzione monodisco, è composta da più dischi di attrito intervallati da molle ad anelli di acciaio scorrevoli in apposite scanalature della scatola. Un manicotto mobile comprime i dischi attraverso delle leve; i dischi vengono collegati in modo alternato alla scatola o all'albero condotto.

La soluzione usata per rimpiazzare la bidisco, nonché quella più usata oggi sulle automobili, è sicura, rapida negli innesti, con ingombri contenuti e non troppo costosa.

La frizione automatizzata è un dispositivo che innesta (e disinnesta) automaticamente la frizione dei cambi manuali attraverso servocomandi elettroidraulici che agiscono sulla leva di disinnesto. Una delle soluzioni tecniche ZF recenti per eliminare il pedale della frizione auto contenendo i costi è partire da un cambio meccanico semplice a cui si aggiunge un'elettronica e un'idraulica che automatizza il cambio marcia e il disinnesto.

L'Evoluzione del CSC: Il Cuscinetto ConAct Pneumatico

Nel frattempo, il CSC ha subito già un'ulteriore evoluzione. Nei veicoli industriali, dove l'idraulica è spesso soppiantata dalle attuazioni pneumatiche, il CSC idraulico aumenta la complessità di montaggio e i costi. Ecco perché ZF ha progettato e sviluppato il cuscinetto ConAct, un cuscinetto reggispinta completamente pneumatico, già in uso su molti camion.

Componenti del Sistema di Azionamento Frizione e la loro Importanza

La frizione auto è un componente fondamentale del veicolo che richiede un sistema di comando per essere azionato mentre si guida. Oltre alla frizione in sé, anche i vari sistemi di azionamento della frizione, come il reggispinta, rappresentano un ricambio molto importante per la filiera aftermarket, visto che la sua sostituzione è piuttosto comune nel mondo della riparazione auto ed è spesso concomitante con la sostituzione della frizione guasta.

Il componente più importante dell'azionamento frizione è il reggispinta, che può essere di tipo tradizionale o idraulico. Oggi circa la metà delle auto è equipaggiato con reggispinta idraulici, mentre l'altra metà monta sistemi di disinnesto tradizionali. Tali componenti, lavorando insieme, trasmettono la forza generata dalla pressione sul pedale della frizione al cuscinetto reggispinta allo scopo di disinnestare la frizione nel cambio marcia.

Il cuscinetto reggispinta tiene separato il disco frizione dal volano in modo da disaccoppiare e accoppiare motore e trasmissione quando si preme e si rilascia il pedale della frizione. Grazie al reggispinta il cambio di marcia può avvenire in maniera fluida, regolando la trasmissione della coppia. I cuscinetti reggispinta sono autocentranti e si possono regolare radialmente di circa 1,5 mm; questo permette di compensare le tolleranze di allineamento tra la molla a diaframma e la superficie di contatto con essa del cuscinetto reggispinta.

Grazie al precarico, il cuscinetto rimane sempre a contatto con la molla a diaframma e la velocità del cuscinetto è sempre pari alla velocità della frizione. Il sistema di azionamento, generando un precarico, fa in modo che l'anello del cuscinetto reggispinta e la frizione in rotazione si muovano simultaneamente alla stessa velocità. Sono proprio possibili differenze di velocità a provocare maggiore usura e rumori.

Manutenzione e Sostituzione dei Componenti del Sistema di Disinnesto

La sostituzione del reggispinta della frizione è concomitante alla sostituzione della frizione. Sarebbe infatti sconveniente installare una nuova frizione e, per un possibile e successivo guasto al reggispinta, incorrere in un nuovo fermo macchina per procedere alla riparazione. Il sistema è complesso e i suoi componenti non sono riparabili; in molti casi, non è possibile neanche valutare se un componente ha subito un grave danno di usura, senza smontarlo.

Malfunzionamenti del sistema di disinnesto della frizione

I malfunzionamenti del sistema di disinnesto della frizione possono portare a lunghi tempi di inattività e quindi a costi elevati.

• Disallineamento del cuscinetto reggispinta: Manicotti di guida o forcelle di disinnesto deformati o usurati portano a un disallineamento e quindi a un azionamento non uniforme della molla a diaframma. Il risultato è un'abrasione sproporzionata nei punti di contatto tra la molla a diaframma e il piatto di pressione (inclinazione a tetto) che modifica la posizione assiale della molla a diaframma. La forza di azionamento non è più sufficiente, il che si traduce in una frizione che slitta. Se la frizione non può lavorare storta, si spezzerebbe. Si può lavorare storta se si consuma lo spingidisco come sulle Punto e i motori Fire. Se il manicotto è rigato parecchio il cuscinetto non scorre lineare e la frizione può strappare e lavorare non in asse, cioè storta. Anche se si rompe il cuscinetto ed escono le sfere può lavorare storta; ci sono vari casi. Il primo segnale sarà l'innesto difficile della frizione. In più potrebbero verificarsi corsa del reggispinta ridotta e difficoltà di disinnesto.
• Componenti usurati del sistema di disinnesto: L'usura del meccanismo di azionamento richiederà nel tempo una maggiore forza sul pedale. Particolare attenzione deve essere rivolta alle superfici di contatto della forcella e dell’albero di disinnesto e alla stessa forcella di disinnesto. Se uno di questi rivela usura, mancanza di lubrificazione, deformazioni, o rotture, il meccanismo di rilascio diventa difficile da movimentare. Il controllo manuale del movimento dell'albero di disinnesto non è un metodo corretto in quanto non sufficiente per il disinnesto.
• Danni al manicotto guida frizione: I manicotti guida frizione, noti anche come boccole guida frizione, sono componenti fondamentali all’interno della scatola del cambio, soprattutto nei veicoli con cambio manuale. Quando il pedale della frizione viene premuto, la forza viene trasferita attraverso il cavo o il sistema idraulico all’asta di disinnesto. I manicotti guida frizione aiutano a mantenere l’asta allineata correttamente mentre si muove, riducendo l’usura e il rischio di malfunzionamenti. È essenziale monitorare i segni di usura dei manicotti guida frizione per mantenere il sistema di frizione in perfette condizioni. Sostituire i manicotti guida frizione usurati è fondamentale per garantire il corretto funzionamento della frizione e prevenire danni più gravi al sistema di trasmissione.

Manutenzione del sistema idraulico

La frizione viene azionata idraulicamente e il movimento del pedale viene trasferito alla pompa primaria (1, di comando) situata direttamente sotto il pedale. Durante la fase di manutenzione, è solitamente necessario controllare il liquido idraulico e sostituirlo in caso abbia raggiunto la massima vita di esercizio. Un'operazione utile per assicurare il funzionamento ottimale del sistema di azionamento frizione è quello sfiatare l'aria dal sistema, seguendo le specifiche indicazioni.

Con il pedale della frizione non premuto, il sistema di disinnesto è collegato al vaso di espansione così da avere la compensazione della pressione nel sistema di disinnesto. Quando si schiaccia il pedale della frizione, il cilindro trasmettitore alimenta un volume definito di fluido idraulico nel cilindro del reggispinta idraulico. In tal modo il fluido idraulico spinge il cuscinetto di disinnesto del reggispinta al massimo alla corsa di disinnesto prevista dalle specifiche progettuali (sulle autovetture è generalmente di 8mm). Se la corsa di disinnesto è corretta, l'estremità del tubo di guida o del cilindro idraulico non viene raggiunta.

Il reggispinta è un componente di vitale importanza per prevenire danni alla frizione. Se danneggiato o usurato, tuttavia, non può essere riparato ma va sostituito per preservare l'intero sistema frizione-trasmissione. Anche il reggispinta, come tutti i componenti costantemente sollecitati, è soggetto ad usura e accumuli di sporco all'esterno della guida del pistoncino possono danneggiare la tenuta. In molti casi, tuttavia, un malfunzionamento del reggispinta può essere dovuto ad errori di montaggio. Se il reggispinta - smontando frizione e cambio con circuito idraulico chiuso - viene montato quando il pedale della frizione è attuato, questo può creare un problema non da poco: il pistone del reggispinta può venir spinto troppo in avanti, danneggiando la tenuta del pistone con il rischio di una perdita del liquido idraulico.

In merito a specifici problemi con il manicotto di una Giulia 2.2 150cv, si è riscontrato che il manicotto in questione è spesso di acciaio e si cambia solo se ha perdite di olio, cosa quasi impossibile. È importante non rimontare la frizione originale, ma una modificata per alte prestazioni per evitare lo stesso problema dopo circa 30000 km. Il manicotto in questione è considerato l'unica cosa fatta bene nel kit frizione di Giulia.

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